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脑血液循环的生理
脑是一个髙耗能低储备的器官，脑组织几乎没有能源的储备，需要血液循环连续不断地供应氧和葡萄糖。脑的血液供应一旦受到损害，其后果是很严重的。脑部血液供应的损害会造成氧和葡萄糖的缺乏，迅速引起脑功能紊乱及脑组织的破坏。在一般常温时，脑血液供应停止6?8s后，就会出现意识障碍。停止3?4min后脑组织内游离葡萄糖消耗殆尽。停止5min后脑神经元开始完全依靠蛋白质分解来维持能量代谢，但仍可能存活达30min。如果血液受阻而非完全中断，则丧失功能的神经元可存活达6?8h,偶可长达48h。
按平均脑重量为g计算，健康成年人的脑血流量每g脑组织约为40?50ml/min，即24h约为1L。脑各部位的血流量也不完全相同，脑灰质结构的血流量较白质要多。脑组织仅占整个体重的2%?3%,然而需用的血液供应占心搏出量的15%?20%，这是与脑组织的较高代谢率相适应的。
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脑血管病的病理生理
大脑是一个高代谢器官，一旦血液循环受到损伤，就会产生相应的病理变化，由于脑血管病是一大组疾病,它们的发病机制各不相同，本节仅就脑缺血和高血压脑出血的病理生理作一简单介绍。
1、脑缺血的病理生理
在急性脑梗死后的短时间内，堵塞动脉供应的脑组织的病理生理发生了以下三层变化，即中心缺血区、围绕中心区的半暗带区和最外层的周边带。
中心缺血区的脑组织由于完全得不到血液供应，很快发生坏死软化，缺血的中心区的神经细胞为不可逆损害，难以恢复。As-trup研究发现大脑中动脉堵塞局灶模型缺血坏死区周边新皮质局部脑血流(rCBF)降低至15ml/g/min，脑电活动消失而细胞间隙K+无变化，其rCBF降低至6ml/g/min，K+突然升高，神经细胞死亡，他在年首先提出缺血周边半暗带(penumbra)的概念，受到广泛重视。缺血的中心区为不可逆损害，而周边区自发脑电活动消失，但是由于周边区离子平衡和细胞膜结构完整性未受影响，所以缺血半暗带内的细胞是可以挽救的区域。半暗带不是静止的，随着时间的发展以及治疗干预的进行其大小发生变化，如果处理及时正确，神经元的损伤是可逆的。
在临床工作中，最近20年来对缺血性脑血管病的治疗主要集中在半暗带，如何保护半暗带，阻止半暗带发展成不可逆的缺血损伤，是研究的重点。缺血期间，使脑血流量维持在半暗带的血流区间，当再灌流时，神经元功能可迅速恢复正常，这种可复性是半暗带概念的重要特征。缺血半暗带的存在时间，不同研究结果也不相同。目前根据动物实验只是估计半暗带可持续几个小时。半暗带可存在一定的时间，这为临床上脑梗死的治疗提供了一个时间窗。抓住时机，在这个时间窗内采取干预措施，促使半暗带向正常组织转化或稳定半暗带，以便赢得进一步治疗时间，这在临床上是很重要的，也是可行的。
脑缺血后，如立即去除病因仍不能使脑的血液循环恢复，这种现象称为脑的无复流现象。实验证明，这种无复流程度随缺血时间的延长而加重。一般说来，全脑缺血15min，95%的脑组织产生无复流现象。而局部脑缺血2?24h内恢复者，则不发生这种无复流现象。造成无复流现象的原因可能是由于梗死区血管灌注压的急剧降低，组织的缺血和毛细血管的阻塞、血液黏度增高等原因,使梗死区的血液不能供应。实验表明，如果能够防止脑内微血管的阻塞，维持血流的通畅，便可大大延长脑细胞耐受缺氧的时间。
（1）退发性神经元坏死和细胞凋亡
迟发性神经元坏死是指脑梗死后再灌注造成的神经元死亡，动物实验发现这种变化发生在再灌注后2?7d，造成迟发性神经元坏死的机制可能有以下几种：①自由基与神经元损伤：自由基是指外层轨道上不配对电子的原子、分子或基团，其性质不稳定，化学活性高，存在时间短，很容易自行结合成为稳定分子，并具有链锁反应特点，即与其他化合物生成新的自由基，新生成的自由基又可加速自由基反应。正常情况下体内产生少量自由基属正常生理范围。体内同时存在着超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶等可清除这些对细胞有毒性作用的自由基，故体内自由基的产生和消除处于动态平衡状态。实验研究表明，脑缺氧缺血时自由基可迅速产生，它的产生和清除平衡状态受到破坏。由于神经细胞膜富含磷脂和不饱和脂肪酸,后者不饱和的双键结构易受自由基的攻击而发生过氧化反应，破坏了瞬脂膜不饱和脂肪酸的正常结构，直至最后细胞溶解。临床上可以应用维生素E和维生素C的抗氧化作用保护和治疗受损的神经元。②钙超载与神经元损伤：正常生理状态下细胞内外Ca2+浓度相差近万倍，多种Ca2+通道维持这种正常梯度包括NMDA受体通道、电压依赖Ca2+通道、内质网Ca2+通道、线粒体Na+/Ca2+交换系统，Ca2+-ATP酶和钙调蛋白。脑在缺血缺氧状态下，兴奋性氨基酸(EAA)受体过度兴奋，引起溶质重排，Ca2+细胞内流增加，高能磷酸化合物耗尽，离子泵受损，胞内Ca2+不能泵出，线粒体和内质网对Ca2+的摄取和钙调蛋白的结合能力下降，造成细胞内Ca2+的超载发生神经元坏死。③兴奋性氨基酸与神经元损伤：兴奋性氨基酸(EAA)包括谷氨酸(Glu)和天门冬氨酸(Asp)，在脑内的Glu最多，是中枢神经中的兴奋性递质，参与多种生理功能，包括感觉信息处理，协调运动,认知过程的学习和记忆等。正常Glu细胞内高于细胞间隙0倍，实验证明缺血5min，细胞间隙Glu升髙15?20倍，再灌注5min可恢复正常，但缺血20minGlu升高达20?倍，继续再灌注20min亦不能恢复到正常水平，激活AMPA受体通道开放，使细胞内能量和ATP耗尽，细胞外K+浓度增加导致细胞膜去极化，Na+在细胞内堆积Cl-和H2O内流造成细胞水肿发生急性神经元坏死。Glu大量在细胞间隙堆积，膜去极化使钙离子通道、NMDA受体通道、电压依赖性钙离子通道开放，Ca2+进入细胞超载使蛋白激酶、磷酸酶、Ca2+蛋白酶等代谢紊乱又导致迟发性神经元坏死。（2）细胞凋亡
又称细胞程序性死亡(programmedcelldeath,PCD)，它是细胞内外因素激活细胞本身自杀程序而引起。近年来研究提示PCD是缺血过程中神经元损伤的一种形式，细胞凋亡在半暗带内较缺血中心区多，再灌注发生后中心区细胞凋亡减少，半暗带区细胞凋亡增多。缺血再灌注24?48h时凋亡最重，再灌注96h凋亡细胞明显减少，可见半暗带细胞凋亡是缺血性细胞死亡的重要形式之一。细胞凋亡为临床治疗缺血性神经病变提供了新的途径。
对于细胞凋亡，可以通过干扰细胞死亡通路而达到治疗目的，有研究发现蛋白合成及核酸内切酶抑制剂可以减轻神经元缺血性损伤，因此，调节细胞死亡的控制基因表达有重要的治疗潜力。
2、高血压脑出血的病理生理
（1）脑出血与脑组织缺血
近年来随着医学水平的提高以及CT和MRI在临床上广泛的应用，越来越多的临床资料说明，脑出血和脑缺血有相同的病理基础，两者在一定条件下可以互相促进，互相转化，先后或同时存在。
有研究认为，脑梗死继发脑出血者比较多，占18%?42%，栓塞性脑梗死由于栓子溶解，侧支循环开放，转变成为出血性梗死者约占51%?71%；而非栓塞性梗死也有20%?21%转变为出血性梗死。脑缺血转化为出血的机制是在脑梗死时，由于栓子的自然溶解，栓子由大变小，脱落并向前移，梗死血管再通，因梗死处血管壁缺血、缺氧、坏死、扩张、渗透性增高、血液渗岀而产生出血性梗死。
脑出血也可以造成脑组织的缺血，它的机制可能有以下几个方面：血肿周围脑组织受压，使得血管床受压迫；血肿和血肿周围组织释放出的血管活性物质引起血管痉挛；岀血后破裂血管远端腔内压降低以及缺血、缺氧易形成血栓。
（2）脑出血与继续出血
脑出血继续出血与再出血不同，它是指一次脑出血不断发展直到停止的过程，是一次性行为，继续出血可以使颅内压增加，病情加重。继续出血的判断标准是以CT上显示的血肿扩大来判断的，血肿体积增大33%或者血肿的直径扩大10%就可以认定为继续出血。多数研究认为，继续岀血发生在发病后6h以内，发病后24h继续出血很少。继续出血的形成与多种因素有关，其中高血压、长期饮酒、血肿形态不规则等影响较大。
(3）血肿周围组织反应
脑出血后血肿周围组织主要表现为水肿和细胞毒性反应，临床与动物实验均表明血肿周围的，组织水肿在脑出血刚发生时就有，24?48h达到高峰，稳定5d后逐渐消失。血肿周围神经元也受到了不同的损害，出血后血肿周围释放出血红蛋白、凝血酶、自由基、蛋白酶等大量细胞毒性物质，可以导致周边神经元的坏死水肿。本篇由航弈康复整理或撰写，航弈康复由来自北京航空航天大学、康奈尔大学、北京大学、首都医科大学等硕博发起成立，欢迎扫码加入社群，备注"康复"，也欢迎采购EXOduino开源可编程手外骨骼（某宝搜索或点击篇首小程序即可）预览时标签不可点收录于话题#个上一篇下一篇
